Auf dem Weg zur klimaneutralen Zukunft kommt der E-Mobilität im Bereich Transport und Logistik eine wichtige Rolle zu. Der Anspruch, CO2-Emissionen weiter zu senken, ist ein wesentlicher Treiber für den steigenden Einsatz von Antriebsalternativen. Für die Intralogistikbranche ist das Thema nicht neu: Mehr als 50 Jahre Erfahrung mit elektrisch angetriebenen Flurförderzeugen gibt es bereits. Verschiedene Batterietechnologien und ihre Leistungsfähigkeit sowie die dazu benötigte Ladeinfrastruktur sind bekannt. Rund 90 Prozent des gesamten Portfolios von Toyota Material Handling sind Elektrostapler, die sowohl mit klassischen Blei-Säure-Batterien als auch mit Lithium-Ionen-Technik erhältlich sind. Die gute Energieeffizienz der Lithium-Ionen-Technik ermöglicht es dem Betreiber nicht nur Energiekosten zu sparen, sondern auch den CO2-Ausstoß zu verringern. Was ist aber, wenn die vorhandenen Stromkapazitäten für diese Technik nicht ausreichen oder nicht genügend Zeit und Raum für Ladeprozesse vorhanden ist? Dann kann der Brennstoffzellenantrieb mit Wasserstoff eine Antwort sein.
Toyotas Vorreiterrolle bei Brennstoffzellen
Im Automobilbereich gilt Toyota als Pionier und Innovationsführer bei alternativen Antrieben im Bereich der Elektro-, Hybrid- und Brennstoffzellentechnologie.
Bereits 1997 hat Toyota mit dem Prius den Weg hin zur E-Mobilität eingeschlagen. Der Erfinder und Pate unserer Hybridtechnologie (und auch der Brennstoffzellentechnologie), Takeshi Uchiyamada, ist seit 2013 unser Chairman. Ein ausgewiesener F&E-Experte auf dieser Position unterstreicht die große Bedeutung der Antriebsdiversität für unseren Konzern.“
Stefanie Beck, Referentin, Toyota Motor Europe – Berlin Office
Seit 2014 produziert Toyota den weltweit ersten Brennstoffzellen-PKW Toyota Mirai und bringt in Japan noch dieses Jahr die zweite Generation der Brennstoffzellen-Limousine auf den Markt, 2021 erfolgt die Markteinführung in den USA und Europa.
Die Brennstoffzellen-Komponenten für den Toyota Mirai werden in einem erst 2020 eröffneten Technologie-Werk in Japan gefertigt. Dort werden bereits im ersten Jahr 30.000 Brennstoffzellen-Stacks und Wasserstoff-Tanks produziert, die auf dem Heimatmarkt insbesondere für andere Nutzfahrzeuge, zum Beispiel Busse eingesetzt werden.
Auch in Deutschland ist diese Technologie mittlerweile mehr als angekommen. Mehrere 100 Toyota Mirai sind auf den deutschen Straßen unterwegs, die Tank-Infrastruktur für Wasserstoff wird kontinuierlich ausgebaut. Beschleunigt wird der Ausbau durch staatliche Förderung.
Die deutsche Wasserstoffstrategie
Die Brennstoffzelle wurde kürzlich von der Bundesregierung im Rahmen der Verkündung der nationalen Wasserstoffstrategie als Zukunftstechnologie von höchster Bedeutung genannt. Sie wandelt Wasserstoff mit Hilfe von Luftsauerstoff zu Wasser um. Während dieser chemischen Reaktion wird elektrische Energie freigesetzt, die Elektromotoren antreibt.
Im Rahmen der nationalen Wasserstoffstrategie treiben verschiedene Bundesministerien aktuell die Entwicklung voran, denn der flexible Energieträger ist unverzichtbar für die Energiewende in Deutschland. Das Ziel ist der Aufbau einer international wettbewerbsfähigen Wasserstoffwirtschaft. Deshalb stellt der Bund 9 Milliarden Euro an Fördergeldern bereit. Mehr Informationen zu den konkreten Inhalten der Strategie finden Sie hier.
Die Aufbruchstimmung kommt auch in der Verkehrs- und Logistikbranche an. Doch während die Nutzfahrzeugbranche für den Gütertransport auf der Straße in Europa weitgehend noch in der Entwicklungsphase steckt, ist die Brennstoffzellentechnologie für Flurförderzeuge bereits im Einsatz.
Wie ist eine Brennstoffzelle aufgebaut?
Herzstück des Wasserstoff-Antriebes für Gabelstapler und Lagertechnikgeräte ist das Brennstoffzellensystem, bestehend aus dem Brennstoffzellen-Stack, dem Wasserstoff-Tank (350 bar), einem Energiespeicher in Form einer kleineren Lithium-Ionen-Batterie und dem Lüfter. Die Batterie dient dazu, nicht benötigte oder durch Rekuperation gewonnene Energie zwischenzuspeichern, um sie für Lastspitzen schnell wieder zur Verfügung zu haben. Das in einen Gussrahmen von der Größe einer klassischen Blei-Säure-Batterie konzipierte System lässt sich relativ einfach und mit geringen Modifizierungen in einen herkömmlichen Elektrostapler einbauen.
Erfolgreich realisierte Brennstoffzellen-Staplerflotten in USA und Europa
Aktuell sind bereits rund 90 Prozent von Toyotas Elektro-Flurförderzeug-Flotte mit Brennstoffzellen-Antrieb erhältlich und nach den europäischen Richtlinien zertifiziert. Weitere Geräte werden folgen. In den USA hat Toyota Material Handling mit seinen Tochterunternehmen bereits Projekte mit bis zu 500 Geräten realisiert, darunter auch Schmalganggeräte, Schubmaststapler oder Schlepper. Zu den Anwendern zählen Unternehmen der Lebensmittelindustrie, der Automobilindustrie, des (Versand)Handels und der Logistik sowie Flughäfen und Häfen. Aber auch in den eigenen Fertigungsstätten in Japan und Italien sowie bei Kunden in Frankreich, Norwegen und Finnland betreibt der Weltmarktführer für Flurförderzeuge einen Teil seiner Flotte mit Wasserstoff und verfügt dadurch bereits über jahrelange praktische Erfahrungen im Betrieb. Das Werk für Hubgerüste im italienischen Ferrara dient Toyota Material Handling Europe als Pilotanlage. Hier werden wichtige Erkenntnisse für Kundenprojekte gewonnen – sowohl aus Praxistests mit der eigenen Wasserstoff-Staplerflotte als auch aus der Zusammenarbeit mit Partnern bei der Planung und dem bedarfsgerechten Aufbau der Wasserstoff-Infrastruktur.
Förderprogramme des Bundes und regionale Initiativen nutzen
Weltweit betrachtet, ist der US-amerikanische Markt mit aktuell rund 32.500 Brennstoffzellen-Flurförderzeugen im Einsatz führend. Gründe dafür sind unter anderem steuerliche Anreize und eine vorhandene Wasserstoffindustrie. Japan strebt bis 2030 sogar die Produktion von 10.000 Wasserstoff-Staplern an, während in Europa aktuell erst rund 600 Geräte im Einsatz sind – und das obwohl die Technologie erprobt und einsatzfähig ist.
Das soll sich mit der nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung und speziellen Förderprogrammen für Betreiber von Staplerflotten ändern. Um den Ausbau der Flotten mit Wasserstoff-Antrieb und der Betankungsinfrastruktur voranzutreiben, fördert das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMWi) im Rahmen des „Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie“ Unternehmen mit einer Gesamtsumme von 5 Mio. Euro. Mehr Informationen zur Antragsstellung finden Sie hier.
Gefördert werden Investitionen in Staplerflotten sowie die gesamte dafür benötigte Wasserstoff-Infrastruktur mit einer Förderquote von 40 Prozent der Investitionsmehrkosten. Die Förderung kann eine wichtige Hilfe bei Projekten sein. Firmen können ihr Interesse noch bis zum 20.11.20 für das Jahr 2021 melden.
Wolfgang Axthammer, Geschäftsführer NOW GmbH und Programmleiter Spezielle Märkte
Mit dieser finanziellen Unterstützung sollen hierzulande bis 2022 rund 500 weitere Flurförderzeuge mit der innovativen Technologie in Betrieb genommen werden.
Der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA) sieht in seiner aktuellen Studie „Impact of fuel cell technology on the machinery and component supplier industry“ bis 2030 den Marktanteil Wasserstoff-angetriebener Stapler bereits bei 10 bis 20 Prozent je nach Leistungsklasse. Insgesamt verzeichnen die Hersteller bereits ein größeres Interesse und eine steigende Nachfrage nach Wasserstoff-Lösungen als Antrieb für Flurförderzeuge, vor allem bei Neubauprojekten von Logistikzentren.
Vorteile der Brennstoffzellen-Technologie für Flurförderzeuge:
- Emissionsfreier Betrieb, nur destilliertes Wasser als „Abfallprodukt“
- Zeitersparnis durch Wegfall des Batteriewechsels oder Stillstandzeiten während des Ladeprozesses
- Hohe Geräteverfügbarkeit, da das Auftanken nur 2-3 Minuten dauert
- Kein Flächenverbrauch, keine Investition in Laderäume oder Belüftungsanlagen
- Sehr flexibel auch bei Auftragsspitzen, zusätzliche Betankungen sind jederzeit möglich
- Kein Hantieren mit giftigen Chemikalien wie Batteriesäure oder Blei
- CO2-neutral bei Verwendung von „grünem“ Wasserstoff
- Kein Leistungsabfall im Laufe des Einsatzes
- Langlebigkeit und geringer Wartungsaufwand
- Einsatz im Temperaturbereich von - 30°C bis 40°C möglich
Warum jetzt der richtige Zeitpunkt ist, Staplerflotten mit Wasserstoff zu betreiben
Der aktuelle Aufschwung von Brennstoffzellen-Anwendungen auch in anderen Industriezweigen, vor allem im Nutzfahrzeugsegment wird in Deutschland und Europa einen Anstoß für den Ausbau der Wasserstoff-Infrastruktur bewirken und den Preis für Wasserstoff und damit die Betriebskosten für Brennstoffzellen-Stapler weiter senken. Dazu entwickeln Energieversorger aktuell verschiedene Lösungen, um Wasserstoff zu transportieren und zu lagern oder vor Ort aus regenerativer Energie zu erzeugen. Die Wasserstoff-Verteilung innerhalb des Gebäudes oder über ein Gelände ist sowohl unterirdisch als auch in dünnen Leitungen über das Dach möglich, so dass Tankstellen dort positioniert werden können, wo die Flurförderzeuge im Einsatz sind. Die Infrastruktur außerhalb des Gebäudes beschränkt sich auf eine kleine Fläche zur Lagerung der Verdichterstation, des Zwischenspeichers sowie der Verteilerstation.
Der Weg zum Wasserstoff mit Toyota Material Handling
Während die Stromkosten in Deutschland kontinuierlich steigen, fällt der Preis für Wasserstoff mit den zunehmenden Produktionsmengen auch durch öffentlich geförderte grüne Wasserstoff-Projekte. Gabelstapler mit Wasserstoffantrieb punkten nicht nur durch ihre Emissionsfreiheit, sondern bieten durch die schnelle Betankung höchste Verfügbarkeit rund um die Uhr. Dazu kommt, je größer die Brennstoffzellen-Flotte und je mehr Betriebsstunden pro Gerät, desto besser verteilen sich die Investitionen in die Wasserstoff-Infrastruktur und die Kosten für deren regelmäßige Wartungen. Somit trägt eine große Flotte mit einer hohen Auslastung zu einer schnelleren Amortisation der Kosten bei.
Die Brennstoffzellen-Technologie leistet heute bereits einen entscheidenden Beitrag, den CO2-Fußabdruck von Unternehmen zu reduzieren. Toyota Material Handling bietet als Projektplanungs- und Realisierungspartner nicht nur das breiteste Portfolio an Flurförderzeugen, sondern verfügt über zahlreiche Projekterfahrungen und ein Netzwerk an kompetenten Planern, Gutachtern und Lieferanten für die Wasserstoff-Infrastruktur. Wichtig sind verlässliche und erfahrene Partner, wie sie sich zum Beispiel aktiv im Netzwerk für grüne Intralogistik (Clean Intralogistics Net) mit Brennstoffzellen engagieren, dessen Sprecher Toyota stellt.
Nutzen Sie die Chancen und Potenziale, die die Wasserstofftechnologie schon heute für die Intralogistik bietet und verbinden Sie Klimaschutz und Nachhaltigkeit mit Investitionssicherheit in eine innovative Technologie.
